JPH0674736A - 角度センサ - Google Patents
角度センサInfo
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- JPH0674736A JPH0674736A JP21503492A JP21503492A JPH0674736A JP H0674736 A JPH0674736 A JP H0674736A JP 21503492 A JP21503492 A JP 21503492A JP 21503492 A JP21503492 A JP 21503492A JP H0674736 A JPH0674736 A JP H0674736A
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- Japan
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- angle
- reflecting surface
- light
- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長寿命で保守が容易でアナログ的に角度を検
出することのできる角度センサを提供する。 【構成】 回転軸1に反射面2aを持つ回転体2を固定
するとともに、回転体2の反射面2aに対向してLED
3とフォトトランジスタ4を隔置する。回転体2の反射
面2aはLED3からの距離が角度に対応して変化する
ような曲面形状となっている。LED3から照射された
一定強度の光が反射面2aで反射されてフォトトランジ
スタ4に捉えられるとき、この反射光の強さは反射面2
aとLED3(フォトトランジスタ4)との距離、即ち
回転体の角度に対応して変化する。この反射光の変化を
フォトトランジスタ4の電圧信号の変化として検出す
る。
出することのできる角度センサを提供する。 【構成】 回転軸1に反射面2aを持つ回転体2を固定
するとともに、回転体2の反射面2aに対向してLED
3とフォトトランジスタ4を隔置する。回転体2の反射
面2aはLED3からの距離が角度に対応して変化する
ような曲面形状となっている。LED3から照射された
一定強度の光が反射面2aで反射されてフォトトランジ
スタ4に捉えられるとき、この反射光の強さは反射面2
aとLED3(フォトトランジスタ4)との距離、即ち
回転体の角度に対応して変化する。この反射光の変化を
フォトトランジスタ4の電圧信号の変化として検出す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転する軸の角度、
位置を検出するための角度センサに係り、特にアナログ
的に角度を検知することのできる角度センサに関する。
位置を検出するための角度センサに係り、特にアナログ
的に角度を検知することのできる角度センサに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決すべき課題】自動車、オー
トバイ、スノーモービル等のエンジンには混合気の流量
を調節するためにスロットルバルブが備えられ、このス
ロットルバルブの開閉角度はスロットルバルブポジショ
ンセンサによって検知され、自動車等のアイドリング、
加速、定速走行等が制御される。このようなスロットル
バルブポジションセンサとして、従来ロータリーエンコ
ーダを用いたもの、CP素子を用いたものが用いられて
いる。
トバイ、スノーモービル等のエンジンには混合気の流量
を調節するためにスロットルバルブが備えられ、このス
ロットルバルブの開閉角度はスロットルバルブポジショ
ンセンサによって検知され、自動車等のアイドリング、
加速、定速走行等が制御される。このようなスロットル
バルブポジションセンサとして、従来ロータリーエンコ
ーダを用いたもの、CP素子を用いたものが用いられて
いる。
【0003】ロータリーエンコーダは周知のように所定
の間隔で周方向に多数のスリットを設けた回転円板の位
置を受発光素子により検知することによりパルス信号を
得て、回転数をパルス数に変換するようにしたものであ
る。しかし、これによって得られる出力信号はデジタル
信号であり、回転数を測定するのには適しているが、ア
ナログ的に回転角度を検知するものではないので1回転
中での位置を検出するにはその検出精度に限界がある。
の間隔で周方向に多数のスリットを設けた回転円板の位
置を受発光素子により検知することによりパルス信号を
得て、回転数をパルス数に変換するようにしたものであ
る。しかし、これによって得られる出力信号はデジタル
信号であり、回転数を測定するのには適しているが、ア
ナログ的に回転角度を検知するものではないので1回転
中での位置を検出するにはその検出精度に限界がある。
【0004】一方、CP素子は、測定すべき回転体に装
着され連続的に調整可能な滑り接触子を有する抵抗器を
使用したものであるが、抵抗部分を回転体にプリント等
によって設けなければならず、またこの滑り接触部分は
機械接点であるため、接点部分の摩耗の問題があり、定
期的に交換しなければならない。この発明は、このよう
な従来の難点に鑑みなされたもので、長寿命で保守が容
易でアナログ的に角度を検出することのできる角度セン
サを提供することを目的とする。
着され連続的に調整可能な滑り接触子を有する抵抗器を
使用したものであるが、抵抗部分を回転体にプリント等
によって設けなければならず、またこの滑り接触部分は
機械接点であるため、接点部分の摩耗の問題があり、定
期的に交換しなければならない。この発明は、このよう
な従来の難点に鑑みなされたもので、長寿命で保守が容
易でアナログ的に角度を検出することのできる角度セン
サを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の角度センサは、回転軸に固定された回転体
と、該回転体に対して所定距離をもってそれぞれ隔置さ
れた発光手段及び受光手段とを備え、回転体は発光手段
及び受光手段に対向する面に反射面を有し、反射面は発
光手段によって照射された一定強度の光を回転軸の角度
に対応して連続的に強度が変化する反射光として反射す
るものであり、好適には発光手段及び受光手段は回転体
に対して回転軸の軸方向に所定距離をもってそれぞれ隔
置され、反射面は回転軸に垂直な面から反射面までの距
離が回転軸の角度に対応して変化するもの、或いは発光
手段及び受光手段は回転体に対して回転軸の径方向に所
定距離をもってそれぞれ隔置され、反射面は回転軸から
反射面までの距離が回転軸の角度に対応して変化するも
のである。
る本発明の角度センサは、回転軸に固定された回転体
と、該回転体に対して所定距離をもってそれぞれ隔置さ
れた発光手段及び受光手段とを備え、回転体は発光手段
及び受光手段に対向する面に反射面を有し、反射面は発
光手段によって照射された一定強度の光を回転軸の角度
に対応して連続的に強度が変化する反射光として反射す
るものであり、好適には発光手段及び受光手段は回転体
に対して回転軸の軸方向に所定距離をもってそれぞれ隔
置され、反射面は回転軸に垂直な面から反射面までの距
離が回転軸の角度に対応して変化するもの、或いは発光
手段及び受光手段は回転体に対して回転軸の径方向に所
定距離をもってそれぞれ隔置され、反射面は回転軸から
反射面までの距離が回転軸の角度に対応して変化するも
のである。
【0006】
【作用】発光手段によって出された一定強度の光は回転
体の反射面で反射されて受光手段に捉えられる。この反
射面で反射される光の強度は回転体の受光手段に対する
位置、即ち角度に対応して連続的に変化する。従って、
受光手段の捉える受光量の変化から回転体の角度をアナ
ログ的に正確に検知することができる。
体の反射面で反射されて受光手段に捉えられる。この反
射面で反射される光の強度は回転体の受光手段に対する
位置、即ち角度に対応して連続的に変化する。従って、
受光手段の捉える受光量の変化から回転体の角度をアナ
ログ的に正確に検知することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の角度センサを図面に示す実施
例に基き説明する。図1に示す角度センサ1は、エンジ
ンのスロットルバルブの回転軸1に取り付けられたもの
で、主として回転軸1の先端に固定された円筒状の回転
体2と、回転体2を対向して配置された受発光手段3、
4と、これらは回転体2及び受発光手段3、4をカバー
する円筒状のケース5とから成る。回転体2は図示しな
いビス等によって回転軸1に固定され回転軸1と一体的
に回転する。
例に基き説明する。図1に示す角度センサ1は、エンジ
ンのスロットルバルブの回転軸1に取り付けられたもの
で、主として回転軸1の先端に固定された円筒状の回転
体2と、回転体2を対向して配置された受発光手段3、
4と、これらは回転体2及び受発光手段3、4をカバー
する円筒状のケース5とから成る。回転体2は図示しな
いビス等によって回転軸1に固定され回転軸1と一体的
に回転する。
【0008】また回転体2の端面2aは光を反射する反
射面であるとともに図2に示すように軸方向に対して傾
斜した曲面形状となっており、回転軸に直交する所定の
面を想定した場合、その面からの距離が回転軸1の角度
に対応して一様に変化している。即ち、例えば回転軸1
の初期位置(回転角θ=0)のときの発光手段3から反
射面までの距離をl0とすると、発光手段3から反射面
までの距離lは回転軸1が回転してθが増加するに従っ
て、例えばθに比例して連続して長く或いは短くなるよ
うに反射面の形状が構成されている。尚、角度θが0度
から360度まで検出することが必要な適用において
は、発光手段3から反射面までの距離lを0度から36
0度まで連続的に増加或いは減少させて0度のところに
段差を形成するようにしてもよいが、スローットバルブ
の角度センサの場合、発光手段3から反射面までの距離
lはθ=180で最大値(最小値)を取り、その後反転
してθが360度(θ=0)のところで距離l0となる
ように構成してもよい。また、発光手段と受光手段は互
いに円筒の径方向に配列することにより、反射面までの
距離が同一となるように構成してもよい。
射面であるとともに図2に示すように軸方向に対して傾
斜した曲面形状となっており、回転軸に直交する所定の
面を想定した場合、その面からの距離が回転軸1の角度
に対応して一様に変化している。即ち、例えば回転軸1
の初期位置(回転角θ=0)のときの発光手段3から反
射面までの距離をl0とすると、発光手段3から反射面
までの距離lは回転軸1が回転してθが増加するに従っ
て、例えばθに比例して連続して長く或いは短くなるよ
うに反射面の形状が構成されている。尚、角度θが0度
から360度まで検出することが必要な適用において
は、発光手段3から反射面までの距離lを0度から36
0度まで連続的に増加或いは減少させて0度のところに
段差を形成するようにしてもよいが、スローットバルブ
の角度センサの場合、発光手段3から反射面までの距離
lはθ=180で最大値(最小値)を取り、その後反転
してθが360度(θ=0)のところで距離l0となる
ように構成してもよい。また、発光手段と受光手段は互
いに円筒の径方向に配列することにより、反射面までの
距離が同一となるように構成してもよい。
【0009】ケース5はこの角度センサ1が取り付けら
れる機械本体に固定され軸受け6によって回転軸1の自
由回転が維持される。ケース5内には回転体2に隔置し
てプリント基板7が固定されている。受発光手段3、4
は例えばLEDとフォトトランジスタとを組合せた反射
型センサから成り、プリント基板7に搭載され、固定抵
抗器8等、リード線9を介して図示しない制御系に接続
されている。
れる機械本体に固定され軸受け6によって回転軸1の自
由回転が維持される。ケース5内には回転体2に隔置し
てプリント基板7が固定されている。受発光手段3、4
は例えばLEDとフォトトランジスタとを組合せた反射
型センサから成り、プリント基板7に搭載され、固定抵
抗器8等、リード線9を介して図示しない制御系に接続
されている。
【0010】受発光手段3、4の回路構成の一例を図3
に示す。即ち、LED3及びフォトトランジスタ4はそ
れぞれ固定抵抗RF、RLを介して直流電源VCC−GN
D間に接続され、フォトトランジスタ4の出力はVOUT
−GND間から得られる。なお、固定抵抗RF、RLを
可変抵抗または半固定抵抗で構成してLED3の出力強
度、フォトトランジスタ4の出力感度を調整することが
できる。
に示す。即ち、LED3及びフォトトランジスタ4はそ
れぞれ固定抵抗RF、RLを介して直流電源VCC−GN
D間に接続され、フォトトランジスタ4の出力はVOUT
−GND間から得られる。なお、固定抵抗RF、RLを
可変抵抗または半固定抵抗で構成してLED3の出力強
度、フォトトランジスタ4の出力感度を調整することが
できる。
【0011】このフォトトランジスタ4から得られる出
力VOUT−GNDは、直流電流計などの指示器(図示せ
ず)に接続されている。このような構成において、LE
D3から固定抵抗RFによって決る一定の強度の光が出
されるとその光は回転体2の反射面2aで反射し、この
反射光がフォトトランジスタ4に捉えられ、フォトトラ
ンジスタ4は反射光の強度に比例した信号出力VOUTを
指示器に送出する。ここで反射面2aから反射される反
射光は光の光路の長さ、即ち[LED3と反射面2aと
の距離]+[反射面2aとフォトトランジスタ4との距
離]に対応して変化し、LED3と反射面2aとの距離
l(反射面2aとフォトトランジスタ4との距離)は回
転軸1の初期位置(角度θ=0)からの回転角度に比例
する。従って、回転角度θはフォトトランジスタ4の出
力信号の強さとして検知される。
力VOUT−GNDは、直流電流計などの指示器(図示せ
ず)に接続されている。このような構成において、LE
D3から固定抵抗RFによって決る一定の強度の光が出
されるとその光は回転体2の反射面2aで反射し、この
反射光がフォトトランジスタ4に捉えられ、フォトトラ
ンジスタ4は反射光の強度に比例した信号出力VOUTを
指示器に送出する。ここで反射面2aから反射される反
射光は光の光路の長さ、即ち[LED3と反射面2aと
の距離]+[反射面2aとフォトトランジスタ4との距
離]に対応して変化し、LED3と反射面2aとの距離
l(反射面2aとフォトトランジスタ4との距離)は回
転軸1の初期位置(角度θ=0)からの回転角度に比例
する。従って、回転角度θはフォトトランジスタ4の出
力信号の強さとして検知される。
【0012】なお、以上の実施例では受発光手段3、4
と回転体2の反射面2aとの距離lと、回転体の角度θ
とが比例する例について説明したが、lとθは必ずしも
比例関係である必要はなく、二次関数等対応関係にあれ
ばよい。以上の実施例では、受発光手段3、4が回転体
2の軸方向に隔置された例について説明したが、回転体
2の反射面を回転体2の周方向に設け、受発光手段3、
4を回転体2の径方向に隔置する構成とすることもでき
る。そのような実施例を図4及び図5に示す。
と回転体2の反射面2aとの距離lと、回転体の角度θ
とが比例する例について説明したが、lとθは必ずしも
比例関係である必要はなく、二次関数等対応関係にあれ
ばよい。以上の実施例では、受発光手段3、4が回転体
2の軸方向に隔置された例について説明したが、回転体
2の反射面を回転体2の周方向に設け、受発光手段3、
4を回転体2の径方向に隔置する構成とすることもでき
る。そのような実施例を図4及び図5に示す。
【0013】この実施例では回転体2'の反射面2'aは
その周方向に形成され、角度によって軸からの距離がア
ナログ的に変化するように構成されている。また、受発
光手段3'、4'は反射面2'aに対向するようにケース
5の内側面に固定されている。回路その他の構成は図1
の実施例と同様である。このような角度センサにおいて
も回転軸1が回転することによりその角度が変化する
と、反射面2'aから受発光手段3'、4'までの距離が
変化し、この変化を受光手段4'であるフォトトランジ
スタの出力信号の変化として検出することができる。
その周方向に形成され、角度によって軸からの距離がア
ナログ的に変化するように構成されている。また、受発
光手段3'、4'は反射面2'aに対向するようにケース
5の内側面に固定されている。回路その他の構成は図1
の実施例と同様である。このような角度センサにおいて
も回転軸1が回転することによりその角度が変化する
と、反射面2'aから受発光手段3'、4'までの距離が
変化し、この変化を受光手段4'であるフォトトランジ
スタの出力信号の変化として検出することができる。
【0014】尚これらの実施例では、回転体2(2’)
の反射面2aの形状を受発光手段3、4と回転体2
(2’)の反射面2aとの距離が角度に対応して変化す
るようにした例について説明したが、本発明の角度セン
サにおいては例えば反射面2aの反射面積を角度に対応
して変化させる等、反射面からの反射光の光量が角度に
対応して連続的に変化するものであれば任意に変更する
ことができる。
の反射面2aの形状を受発光手段3、4と回転体2
(2’)の反射面2aとの距離が角度に対応して変化す
るようにした例について説明したが、本発明の角度セン
サにおいては例えば反射面2aの反射面積を角度に対応
して変化させる等、反射面からの反射光の光量が角度に
対応して連続的に変化するものであれば任意に変更する
ことができる。
【0015】尚、本発明の角度センサは、エンジンのス
ロットルバルブポジションセンサの他、例えば自動洗浄
機能付き便座において蓋の角度に応じて洗浄用湯水供給
制御を行なうようにした便座の蓋の角度の検出等、角度
を検出する必要のある装置であれば一般に適用すること
ができる。
ロットルバルブポジションセンサの他、例えば自動洗浄
機能付き便座において蓋の角度に応じて洗浄用湯水供給
制御を行なうようにした便座の蓋の角度の検出等、角度
を検出する必要のある装置であれば一般に適用すること
ができる。
【0016】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の角度センサによれば、回転軸と一体に回転する回
転体に回転角度に対応して光の反射量が変化する反射面
を設けることにより、極めて簡単な構成で回転軸の角度
をアナログ的に検出することができる。また本発明の角
度センサによれば回転体と接触させることなく検知でき
るので摩耗の問題がなく長寿命の角度センサを提供でき
る。
発明の角度センサによれば、回転軸と一体に回転する回
転体に回転角度に対応して光の反射量が変化する反射面
を設けることにより、極めて簡単な構成で回転軸の角度
をアナログ的に検出することができる。また本発明の角
度センサによれば回転体と接触させることなく検知でき
るので摩耗の問題がなく長寿命の角度センサを提供でき
る。
【図1】本発明の角度センサの一実施例を示す図。
【図2】図1の実施例の要部を示す図。
【図3】本発明の角度センサの回路構成を示す図。
【図4】本発明の角度センサの他の実施例を示す断面
図。
図。
【図5】図4の実施例の要部を示す図で、(a)は側面
図、(b)は下面から見た図。
図、(b)は下面から見た図。
1・・・・・・回転軸 2、2'・・・・・・回転体 2a、2'a・・・・反射面 3、3’・・・・・・発光手段(LED) 4、4’・・・・・・受光手段(フォトトランジスタ)
Claims (3)
- 【請求項1】回転軸に固定された回転体と、該回転体に
対して所定距離をもってそれぞれ隔置された発光手段及
び受光手段とを備え、前記回転体は前記発光手段及び前
記受光手段に対向する面に反射面を有し、前記反射面は
前記発光手段によって照射された一定強度の光を前記回
転軸の角度に対応して連続的に強度が変化する反射光と
して反射するものであることを特徴とする角度センサ。 - 【請求項2】前記発光手段及び受光手段は前記回転体に
対して前記回転軸の軸方向に所定距離をもってそれぞれ
隔置され、前記反射面は前記回転軸に垂直な面から前記
反射面までの距離が前記回転軸の角度に対応して変化す
るものである請求項1記載の角度センサ。 - 【請求項3】前記発光手段及び受光手段は前記回転体に
対して前記回転軸の径方向に所定距離をもってそれぞれ
隔置され、前記反射面は、前記回転軸から前記反射面ま
での距離が前記回転軸の角度に対応して変化するもので
ある請求項1記載の角度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21503492A JPH0674736A (ja) | 1992-06-29 | 1992-08-12 | 角度センサ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-170952 | 1992-06-29 | ||
JP17095292 | 1992-06-29 | ||
JP21503492A JPH0674736A (ja) | 1992-06-29 | 1992-08-12 | 角度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0674736A true JPH0674736A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=26493807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21503492A Pending JPH0674736A (ja) | 1992-06-29 | 1992-08-12 | 角度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0674736A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6433045B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-08-13 | Polyplastics Co., Ltd. | Flame-retardant thermoplastic polyester resin composition |
JP2010190834A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びパワーステアリング装置 |
JP2020052000A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 帝国通信工業株式会社 | 光学式エンコーダ |
CN111528908A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-14 | 上海爱声生物医疗科技有限公司 | 一种b超设备及其探头 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58160563A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-09-24 | ステイヒテイング・エネルギ−オンデルツ−ク・セントルム・ネ−デルラント | 流動媒体からエネルギ−を誘出するための装置 |
JPS58198705A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-18 | Fujitsu Ltd | 光フアイバ変位センサ |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21503492A patent/JPH0674736A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58160563A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-09-24 | ステイヒテイング・エネルギ−オンデルツ−ク・セントルム・ネ−デルラント | 流動媒体からエネルギ−を誘出するための装置 |
JPS58198705A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-18 | Fujitsu Ltd | 光フアイバ変位センサ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6433045B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-08-13 | Polyplastics Co., Ltd. | Flame-retardant thermoplastic polyester resin composition |
JP2010190834A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びパワーステアリング装置 |
JP2020052000A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 帝国通信工業株式会社 | 光学式エンコーダ |
CN111528908A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-14 | 上海爱声生物医疗科技有限公司 | 一种b超设备及其探头 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950502 |